q汪斯斌070602125煤油冷却器

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翁化学工程系kfpdrtiiihiit of Lhunistjy uiqjiibeiIiq课程设计课程设计名称课程设计题目煤油冷却器板式换热器的设计学 号专 业 高分子材料班 级 07化工(1)班指导教师罗付生提交日期2010年12月20日目录设计任务11、设计题目:煤油冷却器设计12、设计任务及操作条件1前言2第一章板式换热器的结构特点和工作原理31、板式换热器的结构分析32 板式换热器的结构技术特点33、板式换热器流程工作原理3第二章板式换热器的基本数据51、换热器的类型选择52、目前换热通用型板式换热器类型63、板式换热器选型时应注意的问题64、板式换热器的优化设计方向74.1板式换热器的优化方法 74.2降低换热器阻力的方法94.3橡胶密封垫材质及安装方式 104.4 合理选用板片材质 11第三章板式换热器过程的设计计算121、设计条件122、确定设计方案123、确定物性数据124、板式换热器的设计计算过程134.1热流量134.2平均传热温差134.3冷却水用量134.4初估总传热系数K134.5核算总传热系数K154.6计算传热面积S174.7压降计算17第四章、主体设备设计原则分析及换热器总装置图181、设计的一般原则182、板式换热器的选型计算方法183、板式换热器设备装置图19六.参考文献20设计任务1、设计题目煤油冷却器设计(1) 设计课题工程背景: 在石油化工生产过程中,常常需要将各种石油产 品如汽油、煤油、柴油等)进行冷却,本设计以某炼油厂冷却煤油产品为例, 让学生熟悉列管式换热器的设计过程。(2) 设计的目的: 通过对煤油产品冷却的列管式换热器设计,达到让学生 了解该换热器的结构特点,并能根据工艺要求选择适当的类型,同时还能根 据传热的基本原理,选择流程,确定换热器的基本尺寸,计算传热面积以及 计算流体阻力。2、设计任务及操作条件(1) 处理能力 (1.5,2.0, 2.5, 3.0, 3.5,4.0 等)x100 吨/天煤油(2)设备型式 板式换热器(3)操作条件 煤油:入口温度(140C、120C、100C),出口温度40C 令却介质:自来水,入口温度30C,出口温度50C 允许压强降:不大于105Pa 每年按330天计,每天24小时连续运行(4)设计项目 设计方案简介:对确定的工艺流程及换热器型式进行简要论述。 换热器的工艺计算:确定换热器的传热面积。 换热器的主要结构尺寸设计。 主要辅助设备选型。 绘制换热器总装配图。刖言板式换热器是一种高效紧凑的换热设备,它的应用几乎涉及到所有的工业领 域,而且其类型、结构和使用范围还在不断发展。近年来,焊接型板式换热器的 紧凑性、重量轻、制冷性能好、运行成本低等优越性已越来越被人们所认识。随 着我国经济的发展,制冷技术的发展前途远大,特别是各种大型的工业制冷装置 和空调用制冷装置发展迅速,这为各种制冷用板式换热器的应用提供了广阔的市 场。换热器是石油、化工、制药等工业部门中应用相当广泛的单元设备之一。换 热器的性能对产品质量、能量利用率以及系统的经济性和可靠性起着重要的作 用。面对型号众多的换热器,如何根据工艺要求选出最佳的换热器,是设计者经 常遇到的问题。随着计算机技术的迅速发展,开发用于换热器选型计算机辅助设 计系统,对于在计算机上实现换热器的优化选型,深人节能、节资、以及提高设 计水平和设计效率具有非常重大的意义。我国板式换热器的研究、生产、制造,开始于60年代。板式换热器的广泛 应用,加速了我国板式换热器行业的迅速发展,但我国板式换热器设计与发达 国家之间仍存在着不小的差距。鉴于对板式换热器结构特点的了解,本文研究了 板式换热器的设计方法,分析了在一定情况下炼油厂冷却煤油产品的设计过 程。第一章板式换热器的结构特点和工作原理1、板式换热器的结构分析板式换热器主要由框架和板片两大部分组成。板片由各种材料的制成的薄板用各种不同形式的磨具压成形状各异的波纹, 并在板片的四个角上开有角孔,用于介质的流道。板片的周边及角孔处用橡胶垫 片加以密封。框架由固定压紧板、活动压紧板、上下导杆和夹紧螺栓等构成。板式换热器是将板片以叠加的形式装在固定压紧板、活动压紧板中间,然后 用夹紧螺栓夹紧而成。2板式换热器的结构技术特点板式换热器是由传热板片、密封垫片、压紧板、上下导杆、支柱、夹紧螺栓 等主要零件组成。传热板片四个角开有角孔并镶贴密封垫片,设备夹紧时,密封 垫片按流程组合形式将各传热板片密封连接,角孔处互相连通,形成迷宫式的介 质通道,使换热介质在相邻的通道内逆向流动,经强化热辐射、热对流、热传导 进行充分的热交换。由于传热片特殊的结构,装配后在较低的流速下(Re=200)就能激起强烈 的湍流,因而加快了流体边界层的破坏,强化了传热过程。板式换热器工作压力一般为0.3MPa1.6 Mpa,工作温度一般低于160C。 用于水蒸汽加热或冷凝时,一般在板式换热器上附加减温管式换热器,来降温保 护板式换热器的垫片,并增加蒸汽处理量。传热板片和密封垫片的材质一般可根 据下表进行选取,也可根据用户的不同需要选择其它材料。板式换热器主要具有 传热效率高、占地面积小、使用寿命长、耐压能力高、压力阻力损失小、拆卸方 便、运行安全可靠等特点。3、板式换热器流程工作原理板式换热器由于板片波纹表面的特殊作用,使流体沿着狭窄弯曲的通道流动 其速度的大小方向不断的改变,致使流体在不大的流速下(Rc=200时),激起 了强烈端动,因而加快了流体边界层的破坏,强化了传热过程,有效地提高了传 热能力。并使其具有结构紧凑、金属耗量低、操作灵活性大、热损失小、安装、 检查拆洗方便、耐腐性强、使用寿命长等突出优点。换热器的流程是由许多板片按一定工艺及需方技术工作要求组装而成的。组装时A板和B板交替排列,板片间形成网状通道四个角孔形成分配管和汇合 管,密封垫把冷热介质密封在换热器里,同时又合理的将冷热介质分开而不致混 合。在通道里面冷热流体间隔流动,可以逆流也可以顺流,在流动过程中冷热流 体通过板壁进行热交换。板式换热器的流程组合形式很多,都是采用不同的换向 板片和不同组装来实现的,流程组合形式可分为单流程,多流程和汽液交换流程, 混合流程形式。第二章板式换热器的基本数据1、换热器的类型选择换热器的类型很多,每种型式都有特定的应用范围。在某一种场合下性 能很好的换热器,如果换到另一种场合可能传热效果和性能会有很大的改 变。因此,针对具体情况正确地选择换热器的类型,是很重要的。换热器选 型时需要考虑的因素是多方面的,主要有:(1)热负荷及流量大小(2)流体的性质(3)温度、压力及允许压降的范围(4)对清洗、维修的要求(5)设备结构、材料、尺寸、重量(6)价格、使用安全性和寿命在换热器选型中,除考虑上述因素外,还应对结构强度、材料来源、加工条 件、密封性、安全性等方面加以考虑。所有这些又常常是相互制约、相互影响的, 通过设计的优化加以解决。针对不同的工艺条件及操作工况,我们有时使用特殊 型式的换热器或特殊的换热管,以实现降低成本的目的。因此,应综合考虑工艺 条件和机械设计的要求,正确选择合适的换热器型式来有效地减少工艺过程的能 量消耗。对工程技术人员而言,在设计换热器时,对于型式的合理选择、经济运 行和降低成本等方面应有足够的重视,必要时,还得通过计算来进行技术经济指 标分析、投资和操作费用对比,从而使设计达到该具体条件下的最佳设计。板式 换热器的换热面积不超过2000 m2,适应性很强,其允许压力最大值为25 kgf/cm2, 温度可以从-40C到200C之间,材料主要是钛、不锈钢等。其主要特点为结构紧 凑,易维修。在液 液换热设备中传热系数较高,实际应用范围广泛。也可于气体 冷却、冷凝或沸腾传热。此外,它还具有容量大、结构简单、造价低廉、清洗方便 等优点,因此它在换热器中是最主要的型式。板式换热器作为冷凝器主要有:冷冻剂冷凝器、蒸汽冷凝器和烃类冷凝器。2、目前换热通用型板式换热器类型基本条件:用于液体之间热交换,平均温度差大于2C的工况。主要型号:BRIO、BR20、BR30、BR31、BR35、BR50、BR64、BR80、BR100、BR140 等。3、板式换热器选型时应注意的问题(1 )板型选择板片型式或波纹式应根据换热场合的实际需要而定。对流量大允许压降小的 情况,应选用阻力小的板型,反之选用阻力大的板型。根据流体压力和温度 的情况,确定选择可拆卸式,还是钎焊式。确定板型时不宜选择单板面积太 小的板片,以免板片数量过多,板间流速偏小,传热系数过低,对较大的换 热器更应注意这个问题。(2) 流程和流道的选择 流程指板式换热器内一种介质同一流动方向的一组并联流道,而流道指板式 换热器内,相邻两板片组成的介质流动通道。一般情况下,将若干个流道按 并联或串联的费那个是连接起来,以形成冷、热介质通道的不同组合。 流程组合形式应根据换热和流体阻力计算,在满足工艺条件要求下确定。尽 量使冷、热水流道内的对流换热系数相等或接近,从而得到最佳的传热效果。 因为在传热表面两侧对流换热系数相等或接近时传热系数获得较大值。虽然 板式换热器各板间流速不等,但在换热和流体阻力计算时,仍以平均流速进 行计算。由于“U”形单流程的接管都固定在压紧板上,拆装方便。4、板式换热器的优化设计方向近年来,板式换热器技术日益成熟,其传热效率高,体积小,重量轻, 污垢系数低,拆卸方便,板片品种多,适用范围广,在供热行业得到了广泛 应用。板式换热器按组装方式分为可拆式、焊接式、钎焊式、板壳式等。由 于可拆式板式换热器便于拆卸清洗,增减换热器面积灵活,在供热工程中使 用较多。可拆式板式换热器受橡胶密封垫耐热温度的限制,适用于水一水传 热。本文对提高可拆式板式换热器效能的优化设计进行研究。提高板式换热器的效能是一个综合经济效益问题,应通过技术经济比较 后确定。提高换热器的传热效率和降低换热器的阻力应同时考虑,而且应合 理选用板片材质和橡胶密封垫材质及安装方法,保证设备安全运行,延长设 备使用寿命。41板式换热器的优化方法(1) 提高传热效率板式换热器是问壁传热式换热器,冷热流体通过换热器板片传热,流体 与板片直接接触,传热方式为热传导和对流传热。提高板式换热器传热效率 的关键是提高传热系数和对数平均温差。提高换热器传热系数只有同时提高板片冷热两侧的表面传热系数,减小 污垢层热阻,选用热导率高的板片,减小板片的厚度,才能有效提高换热器 的传热系数。 提高板片的表面传热系数由于板式换热器的波纹能使流体在较小的流速下产生湍流(雷诺数一 150 时),因此能获得较高的表面传热系数,表面传热系数与板片波纹的几何结构 以及介质的流动状态有关。板片的波形包括人字形、平直形、球形等。经过 多年的研究和实验发现,波纹断面形状为三角形(正弦形表面传热系数最大, 压力降较小,受压时应力分布均匀,但加工困难)的人字形板片具有较高的表 面传热系数,且波纹的夹角越大,板间流道内介质流速越高,表面传热系数 越大。 减小污垢层热阻减小换热器的污垢层热阻的关键是防止板片结垢。板片结垢厚度为1 mm 时,传热系数降低约10%。因此,必须注意监测换热器冷热两侧的水质,防 止板片结垢,并防止水中杂物附着在板片上。有些供热单位为防止盗水及钢 件腐蚀,在供热介质中添加药剂,因此必须注意水质和黏性药剂引起杂物沾 污换热器板片。如果水中有黏性杂物,应采用专用过滤器进行处理。选用药 剂时,宜选择无黏性的药剂。 选用热导率高的板片板片材质可选择奥氏体不锈钢、钛合金、铜合金等。不锈钢的导热性能 好,热导率约14. 4 W/(mK),强度高,冲压性能好,不易被氧化,价格合 金和铜合金低,供热工程中使用最多,但其耐氯离子腐蚀的能力差比钛。 减小板片厚度板片的设计厚度与其耐腐蚀性能无关,与换热器的承压能力有关。板片 加厚,能提高换热器的承压能力。采用人字形板片组合时,相邻板片互相倒 置,波纹相互接触,形成了密度大、分布均匀的支点,板片角孑 L及边缘密 封结构已逐步完善,使换热器具有很好的承压能力。国产可拆式板式换热器 最大承压能力已达到了 2.5 MPa。板片厚度对传热系数影响很大,厚度减小 0.1mm,对称型板式换热器的总传热系数约增加600W/(m K),非对称型约增 加500 W/(m .K)“。在满足换热器承压能力的前提下,应尽量选用较小的板片 厚度。(2) 提高对数平均温差板式换热器流型有逆流、顺流和混合流型(既有逆流又有顺流)。在相同工 况下,逆流时对数平均温差最大,顺流时最小,混合流型介于二者之问。提 高换热器对数平均温差的方法为尽可能采用逆流或接近逆流的混合流型,尽 可能提高热侧流体的温度,降低冷侧流体的温度。(3) 进出口管位置的确定对于单流程布置的板式换热器,为检修方便,流体进出口管应尽可能布 置在换热器固定端板一侧。介质的温差越大,流体的自然对流越强,形成的 滞留带的影响越明显,因此介质进出口位置应按热流体上进下出,冷流体下 进上出布置,以减小滞留带的影响,提高传热效率。4.2降低换热器阻力的方法提高板问流道内介质的平均流速,可提高传热系数,减小换热器面积。 但提高流速,将加大换热器的阻力,提高循环泵的耗电量和设备造价。循环 泵的功耗与介质流速的3次方成正比,通过提高流速获得稍高的传热系数不 经济。当冷热介质流量比较大时,可采用以下方法降低换热器的阻力,并保 证有较高的传热系数。(1) 米用热混合板热混合板的板片两面波纹几何结构相同,板片按人字形波纹的夹角分为 硬板(H)和软板(L),夹角(一般为120。左右)大于90。为硬板,夹角(一般为70。 左右)小于90。为软板。热混合板硬板的表面传热系数高,流体阻力大,软板 则相反。硬板和软板进行组合,可组成高(HH)、中(日1)、低(LL)3种特性的流 道,满足不同工况的需求。冷热介质流量比较大时,采用热混合板比采用对称型单流程的换热器可 减少板片面积。热混合板冷热两侧的角孔直径通常相等,冷热介质流量比过 大时,冷介质一侧的角孑L压力损失很大。另外,热混合板设计技术难以实 现精确匹配,往往导致节省板片面积有限。因此,冷热介质流量比过大时不 宜采用热混合板。(2) 采用非对称型板式换热器对称型板式换热器由板片两面波纹几何结构相同的板片组成,形成冷热流道 流通截面积相等的板式换热器。非对称型(不等截面积型)板式换热器根据冷热 流体的传热特性和压力降要求,改变板片两面波形几何结构,形成冷热流道流通截面积不等的板式换热器,宽流道一侧的角孑 L直径较大。非对称型板 式换热器的传热系数下降微小,且压力降大幅减小。冷热介质流量比较大时, 采用非对称型单流程比采用对称型单流程的换热器可减少板片面积15% 一30%。(3) 采用多流程组合当冷热介质流量较大时,可以采用多流程组合布置,小流量一侧采用较多的 流程,以提高流速,获得较高的传热系数。大流量一侧采用较少的流程,以 降低换热器阻力。多流程组合出现混合流型,平均传热温差稍低。采用多流 程组合的板式换热器的固定端板和活动端板均有接管,检修时工作量大。(4) 设换热器旁通管当冷热介质流量比较大时,可在大流量一侧换热器进出口之问设旁通管,减 少进入换热器流量,降低阻力。为便于调节,在旁通管上应安装调节阀。该 方式应采用逆流布置,使冷介质出换热器的温度较高,保证换热器出口合流 后的冷介质温度能达到设计要求。设换热器旁通管可保证换热器有较高的传 热系数,降低换热器阻力,但调节略繁。(5) 板式换热器形式的选择换热器板间流道内介质平均流速以0.30.6m/ s为宜,阻力以不大于100 kPa 为宜。根据不同冷热介质流量比,可参照表1选用不同形式的板式换热器, 表中非对称型板式换热器流道截面积比为2。采用对称型或非对称型、单流程 或多流程板式换热器,均可设置换热器旁通管,但应经详细的热力计算。黑1不同形式的板式换热器选用Tab, i Selection of different types of plate heat:板式换热器形式- 一冷热介质 流量比热介质进、出 口温度比冷介质进口温度/咒对称型用流程L0-L4110.8070,95热混合板J.4 -1.7120.8070.95非对称型怛流秤L7 -2.813OJ07o a对称型多流程2. 0-3.6150.8070,95非对称壇参流稈.3” 了工120.7050.604.3橡胶密封垫材质及安装方式(1)材质的选择水一水换热器中,冷热介质对橡胶密封垫均无腐蚀性。选用橡胶密封垫材质的关键是耐温和密封性能,橡胶密封垫材质可按文献选用。(2)安装方式的选择橡胶密封垫常用安装方式为粘接式、卡扣式。粘接式是在换热器组装时,将橡胶密封垫用胶水粘接在板片密封槽内。卡扣式是在换热器组装时,利用 橡胶密封垫和板片边缘的卡扣结构,将橡胶密封垫固定在板片密封槽内。由 于卡扣式安装工作量很小,换热器拆卸时橡胶密封垫损坏率低,而且不存在 胶水中可能含有的氯离子造成对板片的腐蚀,因此使用较多。4.4合理选用板片材质不锈钢板片可能产生腐蚀失效的现象有点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、晶 间腐蚀、均匀腐蚀等,应力腐蚀的发生率较高。由氯离子引起的应力腐蚀最 多,板片材质可根据介质中的氯离子质量浓度按表2选用,表中304、316 代表的不锈钢材料牌号为OCrl8Ni9、0Crl7Nil2Mo2,TA1代表钛合金。*2常用板材材痍在含氮脅质电的适用范痢Tab. 2 AppLation raxige of common plate tnateriak inmedium conuining chlorins 7 氯离子质虽浓度/ (nig * L 1)介质温度/工60801201301030430431625304316316503043163!&TAI80316316316TAI150316316TAiTAJ-300316TA1TAITAI300TATA1TAITAI第三章板式换热器过程的设计计算1、设计条件(1) 处理能力:8333.33kg/h 煤油(2001/天)。(2) 设备型式:板式换热器(3) 操作条件: 煤油:入口温度140C,出口温度40C 令却介质:自来水,入口温度30C,出口温度50C 允许压强降:不大于105Pa 每年按330天计,每天24小时连续运行(4) 建厂地址:天津地区。2、确定设计方案两流体温度变化情况,热流体进口温度140C,出口温度40C;冷流体(自 来水)进口温度30C,出口温度50C,该换热器用循环冷却水冷却,考虑到 换热效率、体积、拆卸方便等因素,因此初步确定选用板式换热器。3、确定物性数据定性温度:流体进口的平均值。煤油的定性温度为:140。C + 40。C2=90。C自来水的的定性温度为:30。C + 50。C2=40。C根据定性温度,分别查取流体的有关物性数据 煤油在90。C下的有关物性数据如下:密度:P = 825kg / m3h粘度:卩=0.6563 x 10-3 Pa sh定压比热容:C = 2.3kj/(kg 。C)hc导热系数:九二0.14W/(m 。C)h自来水在40 C下的物性数据:密度:p = 992.2kg / m 3c定压比热容:C = 4.174Q/(kg 。C) pc导热系数:九二 0.6338W /(m 。C)c粘度:卩二 0.000656Pa sc4、板式换热器的设计计算过程4.1热流量8333 33。厂 mcCpctc = -360厂 x 222 x (140 - 40) x 103 二 514 x 105 W4.2平均传热温差At=mAt - At一(140 - 50) - (40 - 30) = 36 41C/ AtIn 1At2in140 - 5040 - 304.3冷却水用量Wc =QcC Atpc c5.14 x 1054.17 x (50 - 30)=6.16 x 103 W44初估总传热系数K粘度小于1 X 10-sPa 的油和水换热时,列管式换热器的K值大约为 170-695.6W C),而板式换热器的传热系数是列管式换热器的24倍, 则初估K为 1000W (n2 。C)。初估换热面积5.14 x 10536.41 x 1000=14.11m 2初选BR0.2型板式换热器,其单通道横截面积为0.0016m2,实际单板换热 面积为0.2m2(有效面积)。试选组装12 4X9。( 4x9为煤油的流程。程数为4,每程管道数为9;1 x 361 x36为水的流程。程数为1,每程管道数为36。总板片数为4x9 + 1 X36+1 = 73片,实际传热板数为72-1 = 71,总流道数为72.换热面积为14.4m2。门 T - T 140 - 40R =2 = 5t t50 - 302 1t tP =1T -11 150 - 30140 - 30=0.182U-IL3_(1.61)2/1X1?/7K -1X1?1/V卜/2X6:/:/0 -J汎6/e.7A/A/0讣2/ /.?03040.6 H If b图一、0.2m2人字形波纹板式换热器AP-u图(水0 15 0 2 0 3 0上0 6 0.8 1.邈:图二、0.2m2人字形波纹板式换热器AP-u图(油-水)查单壳程温差校正系数图,得申=0.98AtAt 二申 At二 0.98 x 36.41 二 35.68。C mAt m4.5核算总传热系数K(1)流速8333.33u 二13600 x 825 x 9 x 1.6 x 10-3二 0.201 m,S米用0.2m2人字型板式换热器,其板间距8 = 6mm当量直径 D = 28 = 2 x 4 = 0.008me九a= 0.18#Re 0.7 Pr 0.43D 1 0.14丿R Du p0.012 x 0.201 x 825 2783 07Re 二一-1 h = 2783.07Phc PPr = ph 丿1 九h7.15 x 10-42.3 x 103 x 6.563 x 10-4 =10.780.14油被冷却,、0.14二 0.95a 二1 0.008肆丿(2783.07人(10.78)3-43 0.95 二 2136.29 W (m2oC)计算水侧对流传热系数a2水的流速45000u =23600 x 992.2 x 36 x1.6 x10-3=0.218 ms(水的流量为45000 Kg h )Re20.008 x 0.218 x 992.2 = 2730 190.6338 x10-3.4.174x 103 x 0.6563 x10-3Pr = 4.32220.6338Re 0.7 Pr 0.432(p、0.14r1F丿w九a = 0.18 2 De因水被加热,0.141.05 ,Pw丿则 a =0.18 0.6338 (2730.19k(4.322L43 x1.05 = 7145.0 W (m2.C) 20.008(3)金属板的热阻九W板片材料为1Cr18Ni9Ti,其导热系数为几w =168W:c),板片厚度为8mm,则三0H0000476m2 cwW(4) 查污垢热阻R油侧 R = 0. 0000521水侧 R = 0 . 0000432(5) 总传热系数K2 .C )S = - KAtm二 10.82m 2油侧u = 0.201m; s,1 水侧匕=0.218 ms,故所选板式换热器规格型号:其主要性能参数如下;外形尺寸(长X宽x高) ,mm有效面积,m2波纹形式波纹高度,mm流道宽度,mm平均板间距,mm平均流道横截面积,m2平均当量直径,mm板质材料=+ R + + R + 丄K a 1 九 2 a1W21 1二局9 + 000052 + 0-0000476 + 000043 + 帀50,即 K 二 1331434.6计算传热面积S5.14 x 1051331.43 x 35.68设备实际传热面积:S =(N - 1)x 0.1152 =(72 - 1)x 0.207 = 14.69m 2 安全系数14.69 -10.82 = 35.7%,则传热面积的裕度可满足工艺要求。10.824.7压降计算查图,0.2m2人字形板式换热器AP-u由-水)压降图)AP = 0.92x 105 105Pa,满足要求。AP = 0.6x 105 105Pa,满足要求。BR0.2-814.4 - 4 x 9。120 /1 x 36968 x 320 x 10.207等腰三角形626660.001612lCrl8Ni9Ti第四章、主体设备设计原则分析及换热器总装置图1、设计的一般原则为某一工艺过程选型设计板式换热器时,要考虑其设计压力、设计温度、 介质特性和经济性等因素。(1)单板面积的选择单板面积过小、则板片数目多,占地面积大,阻力降减少;反之,单板面积过大, 则板片数目少,占地面积小,阻力降增大,但是难以保证适当的板间流速。因此, 一般单板面积可按角孔流速为6m/s左右考虑。(2)板间流速的选取流体在板间的流速,影响换热性能和压力降。流速高,换热系数高,阻力降也增 大;反之,则相反。一般取板间流速为0.2-0.8m/s,且尽量使两种流体板间速度 一致。流速小于0.2m/s时,流体达不到揣流状态,且会形成较大的死角区;流速 过高会导致阻力降剧增,气体板间流速一般不大于10 m/s。(3)流程的确定两侧流体的流量大致一致时,应尽量按等程布置;当两侧流体的流量相差较大时, 则流量小的一侧按多流程布置或采用不等截面通道的板式换热器。另外,当某一 介质的温升或温降幅度较大时,也可采用多流程。有相变发生的一侧一般均为单 流程,且接口方式为上进下出。在多程换热器中,一般对同一流体在各流程中应 采用的流道数。换热器压降修正系数,单流程时取1.21.4, 23流程取1.82.0, 45流道取2.62.8。(4)流向的选取单相换热时,逆流具有最大的平均温差,一般在板式换热器的设计中要尽可能把 流体布置为逆流。两侧流体为等流程时,为逆流;当两侧流体为不等流程时,顺 流与逆流交替出现,平均温差要小于纯逆流时。2、板式换热器的选型计算方法(1)换热器选型计算公式:Q=KFAm式中:Q热流量(W) t对数平均温差(C)mF传热面积(m2)板式换热器在实际运行中,由于污垢、水流不均等情况影响,需在上式中引入修正系数B (一般取0.70.9),因此,实际使用时,上式为:Q=BKFA tm(2)估算法可按下面估算:当板间流速为0.30.7m/s时水(汽)水K=30007000;水(汽)油K=4001000油油K=1754003、板式换热器设备装置图六参考文献1 杨崇麟.板式换热器工程设计手册M.北京机械工业出版社,1998.2 许文.新编换热器选型设计与制造工艺实用全书M.北方工业出版社,2006.3 秦叔经,叶文邦化工设备设计全书-换热器M.化学工业出版社,2003.4 程宝华,李先瑞换热器及换热设备的应用技术M.中国建筑工业出版社,2005.
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